Vi khuẩn đường ruột: Tác động đáng ngạc nhiên của vi rút

Hệ vi sinh vật đóng một vai trò quan trọng đối với sức khỏe. Một nghiên cứu gần đây đã điều tra cách thức các loại vi rút tiêu diệt vi khuẩn đường ruột ảnh hưởng đến những vi khuẩn này. Những phát hiện làm cho một bức tranh vốn đã phức tạp trở nên phức tạp hơn nhiều.

Bacteriophages (mô tả ở đây) nhiều hơn vi khuẩn.

Để biết thêm thông tin được hỗ trợ bởi nghiên cứu về hệ vi sinh vật và cách nó ảnh hưởng đến sức khỏe của bạn, vui lòng truy cập trung tâm chuyên dụng của chúng tôi.

Hệ vi sinh vừa hấp dẫn vừa thời trang.

Sự gia tăng mối quan tâm của cộng đồng đã tạo ra một nguồn tài trợ để nghiên cứu sự tương tác giữa chúng ta và vi khuẩn đường ruột.

Các nhà khoa học hiện đã tìm thấy mối quan hệ giữa hệ vi sinh vật và một loạt các bệnh lý, từ bệnh tiểu đường và béo phì đến bệnh Parkinson và trầm cảm.

Nhờ vào đặc tính cao của vi khuẩn đường ruột, các kệ hàng tạp hóa hiện tràn ngập các sản phẩm probiotic.

Tuy nhiên, mặc dù tính sẵn có và phổ biến rộng rãi của chúng, có rất ít bằng chứng cho thấy rằng chúng cung cấp nhiều lợi ích bên ngoài một số ít các điều kiện cụ thể.

Mặc dù các nhà khoa học biết rằng các vi sinh vật bên trong chúng ta rất quan trọng, nhưng việc thiết kế một cách điều chỉnh chúng để cải thiện sức khỏe và chống lại bệnh tật vẫn còn là một chặng đường dài.

Lý do chính cho điều này là sự phức tạp rực rỡ của hệ vi sinh vật. Nó không phải là một thực thể đồng nhất, đơn lẻ, mà là một thế giới của các sinh thể cực nhỏ tương tác, ảnh hưởng và ức chế những người xung quanh của chúng, có khả năng giết chết, nuôi dưỡng và giao tiếp với nhau.

Hiện tại, tại thời điểm này, chúng ta có thể thấy những khó khăn to lớn trong việc hiểu rõ bản chất và bên ngoài của hệ vi sinh vật, nhưng một số nhà nghiên cứu đang kiểm tra mức độ phức tạp tiếp theo: thực khuẩn.

Giới thiệu xạ khuẩn

Bacteriophages, hay đơn giản là thực khuẩn thể, là những loại virus chuyên tiêu diệt vi khuẩn. Đáng kinh ngạc, phage nhiều hơn vi khuẩn; ở đâu có vi khuẩn, ở đó có phage thành từng đợt.

Phage cũng cụ thể; chúng có xu hướng chỉ tiêu diệt một loài hoặc một chủng vi khuẩn. Trước khi thuốc kháng sinh ra đời, các nhà khoa học đã sử dụng các thể thực khuẩn để chống lại nhiễm trùng. Tuy nhiên, khi các nhà nghiên cứu phát hiện ra thuốc kháng sinh, chúng đã thay thế các phage; kháng sinh rẻ hơn và dễ sản xuất hơn thực khuẩn thể.

Hiện nay, với tình trạng kháng kháng sinh đang gia tăng, một số nhà nghiên cứu đang xem xét lại ý tưởng về liệu pháp thực khuẩn.

Tất nhiên, nếu phage tiêu diệt vi khuẩn, chúng có khả năng ảnh hưởng đến hệ vi sinh vật. Các nhà nghiên cứu từ Bệnh viện Brigham and Women’s và Viện Wyss, cả hai đều ở Boston, MA, quan tâm đến chính xác cách mà những loại virus dồi dào này có thể tác động đến vi khuẩn đường ruột của chúng ta. Họ đã công bố kết quả của nghiên cứu gần đây nhất của họ trên tạp chí Máy chủ Tế bào & Vi khuẩn.

“Một trong những mối quan tâm chính trong phòng thí nghiệm của tôi là tìm hiểu những thay đổi trong động lực học của hệ vi sinh vật đường ruột. Vi khuẩn là một thành phần rất lớn của hệ vi sinh vật nhưng vẫn chưa được nghiên cứu nhiều. "

Tác giả nghiên cứu cao cấp, Tiến sĩ Georg Gerber

Các phage lên đến điều gì?

Mặc dù chúng ta biết rằng thực khuẩn thể có rất nhiều trong ruột, nhưng chúng ta không biết nhiều về hành vi của chúng.

Tiến sĩ Gerber nói: “Một số người đang khám phá liệu pháp thực khuẩn, sử dụng thực khuẩn thể để tiêu diệt vi khuẩn, nhưng thực khuẩn thể cũng được tìm thấy tự nhiên trong ruột, cùng tồn tại với phần còn lại của hệ sinh thái. Chúng tôi muốn tìm hiểu xem họ đang làm gì ở đó. "

Để điều tra, các nhà nghiên cứu đã sử dụng chuột gnotobiotic; họ đã nuôi những con vật này theo cách mà chúng không có vi khuẩn sống trên hoặc trong chúng.

Để bắt đầu, họ đã giới thiệu cho chuột 10 loài vi khuẩn thường cư trú trong ruột người, bao gồm Enterococcus faecalis và Escherichia coli.

Sau đó, họ thêm các phage nhắm mục tiêu cụ thể vào vi khuẩn mà họ cấy vào chuột. Ví dụ, phage T4 nhắm mục tiêu E colivà các cuộc tấn công thực khuẩn thể VD13 E. faecalis. Sau đó, họ theo dõi sự thành công của từng vi khuẩn.

Thực khuẩn thể là những kẻ săn mồi cụ thể: mỗi loại chỉ giết một loại vi khuẩn. Vì vậy, khi các nhà khoa học đưa một thể thực khuẩn vào chuột, họ sẽ thấy sự suy giảm về loại vi khuẩn đó. Tuy nhiên, tác động lên các vi khuẩn khác đáng ngạc nhiên hơn.

Thay đổi rộng rãi

Các nhà khoa học đã chỉ ra rằng mặc dù bất kỳ thực khuẩn thể nào chỉ tấn công một loài vi khuẩn, thực khuẩn thể đó cũng sẽ tác động đến các loài khác; một số loài phát triển mạnh trong khi những loài khác bị suy giảm.

Nhìn vào bức tranh rộng hơn, các nhà nghiên cứu cũng đánh giá mảng hợp chất được tạo ra bởi cả vi khuẩn và chuột; đây được gọi là cơ chế trao đổi chất.

Họ phát hiện ra rằng khi họ đưa một thể thực khuẩn vào chuột và thành phần vi khuẩn thay đổi, thì cũng có những thay đổi về mức độ của một số hóa chất hoạt tính sinh học nhất định. Các tác giả nghiên cứu viết:

"Phage có thể điều chỉnh các chất chuyển hóa, được biết là có ảnh hưởng đến vật chủ của động vật có vú."

Nói cách khác, một dòng vi rút có thể làm thay đổi loại hoặc số lượng phân tử sinh học có sẵn cho động vật chủ.

Khả năng trong tương lai và nhiều công việc hơn nữa

Tiến sĩ Gerber đã không bỏ lỡ những khả năng rộng lớn mà những phát hiện này nêu ra. Ông nói: “Phát hiện này khiến tôi thích thú theo dõi và đặt ra câu hỏi quan trọng: Liệu chúng ta có thể sử dụng các phage để điều chỉnh các hoạt động này không? Đây có thể là một biện pháp can thiệp cho các tình trạng, chẳng hạn như trầm cảm, nơi bạn muốn thay đổi mức độ dẫn truyền thần kinh? "

Tất nhiên, thí nghiệm này sử dụng một hệ vi sinh vật được xây dựng nhân tạo trong một mô hình động vật gặm nhấm, điều này khiến việc ngoại suy đối với con người trở nên khó khăn. Tuy nhiên, nó tập trung vào việc có được một cái nhìn tổng quát về cách các phage có thể ảnh hưởng đến một quần thể vi khuẩn. Như các tác giả nghiên cứu viết:

“Những con chuột Gnotobiotic, thuộc địa với một bộ sưu tập vi khuẩn hạn chế và đã biết nhưng vẫn phức tạp, trình bày một hệ thống mô hình hấp dẫn để mô tả toàn diện hành vi của các thể thực khuẩn trong môi trường ruột.”

Nếu các phage thực hiện những thay đổi sâu rộng đối với hệ vi sinh vật của chuột, chúng cũng có khả năng thực hiện những thay đổi trong hệ vi sinh vật của con người. Những thay đổi có thể khác nhau, nhưng nguyên tắc vẫn còn.

Như chúng tôi đã nói rõ trong phần giới thiệu, tác động của hệ vi sinh vật đủ khó để hiểu trước khi thực khuẩn thể xâm nhập vào bức tranh, vì vậy việc thiết kế một can thiệp y tế sẽ còn lâu mới có được. Tuy nhiên, điều đó chắc chắn không làm cho những phát hiện kém thú vị hoặc đáng để theo đuổi.

Tiến sĩ Gerber kết luận: “Ngay cả khi chúng không được sử dụng như một phương pháp điều trị trực tiếp, nghiên cứu của chúng tôi cho thấy rằng thể thực khuẩn có thể là một công cụ tốt để hiểu những tác động tiềm tàng của các phương pháp trị liệu khác làm thay đổi hệ vi sinh vật.